Technische Federn
Technische Federn sind ein technisches Bauteil, das aus Metall besteht und sich elastisch verformen lässt.
Synonym(e): Feder, Technische Federn, Sprungfeder, Zugfeder, Schraubenzugfeder
Die Anwendung und Kraft einer Feder besteht aus der Fähigkeit potenzielle Engergie zu speichern. Hierzu einige Beispiele:
- Rückstellkraft - die Federkraft dient als Gegenkraft
- Antriebsenergie: hierbei wird sich die Kraft der vorspannten bzw. aufgezogenen Feder zu nutze gemacht. Der Antrieb stoppt, sobald sich die Feder wieder entspannt.
Wie werden Federn hergestellt?
Federn werden in der Industrie maschinell hergestellt. Im Video ist die Herstellung einer Feder auf einer Federwickelbank zu sehen. Meist werden Federn aus (Feder)Stahl sowie Kupferlegierungen (hierbei wird am häufigsten Berylliumkupfer verwendet) produziert. Halbzeuge der Federn sind überwiegend schmale Drähte und Bänder.
Arten von Federn
Druckfedern
- Zylindrische Druckfeder: übertragen und speichern Kräfte durch das Zusammendrücken der Federenden.
- Konische Druckfeder: bieten eine höhere Stabilität und werden häufig in Ventilen und Druckreglern verwendet.
- Tonnenfeder: für gleichmäßige Lastverteilung bei hohen Kräften.
- Tellerfeder: speichern hohe Kräfte auf kleinem Raum, z.B. in Kupplungen oder Bremsen.
- Gasdruckfeder: unterstützen Bewegungen und Dämpfungen, z.B. beim Öffnen von Kofferraumdeckeln.
Zugfedern
- Zylindrische Zugfeder: speichern Kräfte durch das Auseinanderziehen der Federenden.
- Konische Zugfeder: reduzieren Materialermüdung durch optimierte Lastverteilung.
- Doppelte Zugfeder: ermöglichen eine gleichmäßige Lastverteilung auf zwei Enden.
Torsionsfedern
- Zylindrische Torsionsfeder: speichern Kräfte durch das Verdrehen der Enden in entgegengesetzte Richtungen.
- Doppel-Torsionsfeder: bieten gleichmäßige Drehmomente für Anwendungen mit doppeltem Drehwinkel.
- Spiralförmige Torsionsfeder: speichern Kräfte in einer Spirale, verwendet in Uhren und Mechanismen.
Blattfedern
- Einzelblattfeder: dämpfen Stöße und Schwingungen in Fahrzeugen und Maschinen.
- Mehrlagen-Blattfeder: bieten zusätzliche Dämpfung für schwere Lasten, oft in Nutzfahrzeugen eingesetzt.
Spiralfedern
- Flachspiralfeder: speichern Drehmomente und werden oft in Uhren und Mechanismen eingesetzt.
- Zylinderspiralfeder: kombinieren Drehmomentspeicherung und Kraftübertragung.
Schraubenfedern
- Zylindrische Schraubenfeder: absorbieren Stöße und Schwingungen, z.B. in Fahrzeugaufhängungen.
- Konische Schraubenfeder: kompakter Aufbau, besser geeignet für Anwendungen mit variabler Federkraft.
Drehstabfedern
- Einfache Drehstabfeder: speichern und übertragen Kräfte durch Verdrehung eines Stabs.
- Doppelte Drehstabfeder: bieten höhere Drehmomente und gleichmäßige Belastung.
Faltenbalgfedern
- Metallfaltenbalgfeder: gleichen axiale Bewegungen und Druckschwankungen in Rohrleitungen aus.
- Elastomer-Faltenbalgfeder: bieten flexible Dämpfung für Schwingungsisolierungen.
Ringe und Scheiben
- Ringfeder: absorbieren Stoßenergie, z.B. bei Eisenbahnpuffern.
- Scheibenfeder: unterstützen die axiale Positionierung von Wellen und Rädern.
Spezialfedern
- Schmetterlingsfeder: dämpfen und gleichen kleine Bewegungen in Präzisionsmechanismen aus.
- Uhrenfeder: speichern Energie in Form von Drehmomenten für mechanische Uhren.
- Schnappfeder: für schnelle Umschaltbewegungen, z.B. in Schaltern.
- Kugelfeder: speichert Kräfte in Kugelmechanismen, verwendet in Kugelschreibern oder mechanischen Verschlüssen.
- Biegefeder: erlaubt kontrollierte elastische Biegebewegungen, oft in Mikromechanismen verwendet.
- Membranfeder: dämpfen Druckunterschiede in hydraulischen und pneumatischen Systemen.
Kompressionsfedern
- Progressive Kompressionsfeder: bieten eine zunehmende Federkraft, die für komplexe Dämpfungsaufgaben benötigt wird.
- Dämpfungsfeder: absorbieren Stoß- und Vibrationsenergie, häufig in Maschinen und Fahrzeugen verwendet.
Sicherheitsfedern
- Überlastsicherung: schützen Maschinen und Geräte vor Überlastung durch mechanische Spannung.
- Rückstellfeder: für präzises Rückstellen in Startpositionen, z.B. in Schalthebeln.
Formfedern
- Wellenfeder: ermöglichen eine kompakte Bauweise bei gleichzeitiger Speicherung von Kräften.
- S-Feder: bieten elastische Bewegungen in komplexen mechanischen Strukturen.
Multi-Achs-Federn
- Zwei-Achsen-Feder: ermöglichen flexible Bewegungen in zwei Richtungen, häufig in Robotikanwendungen.
- Drei-Achsen-Feder: speichern Kräfte in drei Raumrichtungen, eingesetzt in komplexen Maschinen.
Dämpfungsfedern
- Reibungsdämpfungsfeder: kombinieren mechanische Federn mit Reibungsdämpfung, z.B. in Stoßdämpfern.
- Hydraulische Dämpfungsfeder: dämpfen Bewegungen durch Flüssigkeitsverdrängung, häufig in Fahrzeugen eingesetzt.